Для схемы стабилизатора напряжения на стабилитроне: почему нельзя разместить резистор после стабилитрона?

Этот предыдущий пост ближе всего к ответу, который я смог найти, но я не совсем понимаю, почему нагрузка по-прежнему будет видеть полное напряжение источника, а не напряжение стабилитрона. Ответивший участник заявил, что, поскольку комбинация стабилитрона и последовательного резистора подключена параллельно нагрузке, нагрузка все равно будет видеть полное напряжение источника. Что мне трудно понять, так это то, как размещение резистора влияет на напряжение, воспринимаемое нагрузкой. заранее спасибо

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот рассматриваемая схема (из поста, на который я ссылался)введите описание изображения здесь

РЕДАКТИРОВАТЬ 2: Хорошо, я постепенно осознаю свои ошибки, задавая вопрос, не предоставляя как можно больше конкретных деталей. Вот оно:

Что я пытаюсь сделать: у меня есть динамо-втулка для велосипеда, которая вырабатывает однофазное напряжение переменного тока, которое может достигать пикового значения 60 В (120 В пик-пик) при скорости около 55 миль в час.

Я пытаюсь выпрямить и отрегулировать напряжение до 5 В, чтобы я мог заряжать мобильный телефон. По большей части у меня есть стабилизация 5 В (я использую понижающий преобразователь постоянного тока (TI LM2596).

Проблема, которую я пытаюсь решить, находится на стадии исправления. Я использую мостовой выпрямитель и сглаживающий конденсатор , чтобы выпрямить и сгладить напряжение, выходящее из динамо-машины. Тем не менее, сглаживающий конденсатор, который у меня есть, рассчитан только на 35 В, поэтому при более высоких выходных мощностях динамо-машины (т.е. выше 35 В в пике) я предполагаю, что сглаживающий конденсатор взорвется без стабилитрона.

Вот более точное изображение моей установки (я смоделировал динамо с помощью трансформатора на входе):

введите описание изображения здесь

Итак, на картинке я правильно разместил последовательный резистор. Мой первоначальный вопрос: почему я не могу поставить последовательный резистор после стабилитрона?

РЕДАКТИРОВАТЬ 3: Для полноты здесь приведено моделирование неправильной схемы. У стабилитрона пробой 15 В, но на выходе все еще видны выпрямленные ~ 30 В источника:введите описание изображения здесь

Вы должны использовать другую схему в ответе.
Проблема со связанным вопросом заключается в том, что принятый ответ не включал полную правильную схему, поэтому у вас есть только неполная правильная схема или полностью неправильная. Думаю, я отредактирую этот ответ...
@crossroad на другой схеме не показан светодиод или его гасящий резистор.
Извинения: я отредактировал сообщение, включив в него изображение, на которое я ссылался (например, почему эта схема не регулирует напряжение до напряжения стабилитрона). Я не стал рассматривать картинку, чтобы убедиться, что напряжение источника выше, чем напряжение стабилитрона, меня в основном интересует настройка и почему в любом случае это не сработает.
@Theodore Насколько я понимаю, постер здесь не интересуется светодиодами. Я думаю, что обычной нагрузки будет достаточно.
Я удалил свой предыдущий комментарий, так как ваш вопрос, наконец, становится лучше. Вы пытаетесь понять, как стабилитрон может регулировать напряжение на нагрузке? Или вы пытаетесь понять способы регулирования тока через светодиод независимо от приложенного напряжения источника? Или что-то другое?
@jonk Я обновил свой исходный пост, добавив больше деталей. Чтобы ответить на ваш вопрос, я пытаюсь понять, как стабилитрон может регулировать напряжение на нагрузке. Еще раз приносим свои извинения и благодарим вас за отзыв.
Ключевой момент: зависимость IV резистора линейна, а у стабилитрона очень нелинейна. Выше напряжения пробоя Зенера напряжение на диоде слабо зависит от тока. Низкая чувствительность напряжения к току (малая dV/dI) является сутью регулирования нагрузки. С резистором, включенным последовательно с диодом (2-е изображение), напряжение резистора изменяется линейно с током, и вы теряете свойство регулирования. На первом рисунке, когда выход выпрямителя изменяется, напряжение на резисторе будет изменяться в широких пределах, в то время как напряжение на диоде почти постоянно, что обеспечивает желаемое свойство на выходе.
@blackmcgraw Хорошо. Я думаю, что понял. И я точно помню, когда я впервые пытался понять их сам. (Давным-давно.) Это может быть хорошо, поскольку я думаю, что могу объяснить это так, как мне хотелось бы. Или я могу попробовать. Хотя может пройти несколько часов, прежде чем я смогу добраться до него. (И мне нужно прочитать другие ответы, чтобы убедиться, что то, что я хочу сказать, тоже достаточно отличается.)

Ответы (5)

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Рисунок 1. (a) или (b) приведет к регулированию Зенера. (c) нет, потому что нагрузка подключена непосредственно к мостовому выпрямителю.

В схеме 1c R3 и D3 просто подайте нагрузку на выпрямленный источник питания. У вас будет V ZD на стабилитроне, а оставшаяся часть напряжения питания упадет на R3.

Велосипедные генераторы переменного тока (технически это не динамо-машины, а машины постоянного тока) имеют высокую индуктивность. Импеданс индуктора определяется выражением Z "=" 2 π ф л где ф это частота и л индуктивность. Это означает, что полное сопротивление включено последовательно с нагрузкой, низкое на низкой скорости и увеличивается с увеличением скорости. Большинство производителей проектируют устройства таким образом, чтобы импеданс в сочетании с предполагаемой нагрузкой приводил к более постоянному выходному напряжению в широком диапазоне скоростей. Старые системы ламп мигали на очень низкой скорости, но на средней скорости хорошо освещали, но не перегорали на спуске.

введите описание изображения здесь

Рисунок 1. Существует очень хорошая информация о велосипедной электронике с множеством схем и кривых производительности.

Я рекомендую вам выяснить, как измерить индуктивность вашего генератора переменного тока, и добавить это в свой симулятор. Просто подключите его последовательно с источником синусоидального сигнала.

Ссылки:

Спасибо за исчерпывающий ответ. Это помогло кучу!
@blackmcgraw, я добавил еще четыре ссылки. Не забудьте проголосовать за полезные ответы и принять тот, который отвечает на ваш вопрос.

Нагрузка ставится параллельно источнику, поэтому на нагрузке будет точно такое же напряжение источника. Напряжение стабилитрона, каким бы оно ни было, находится только над стабилитроном. Нагрузка увидит напряжение стабилитрона только в том случае, если нагрузка превысит стабилитрон.

Большое спасибо за ваш вклад. Вы объяснили это очень здраво, и я не знаю, почему я так сильно боролся с этой концепцией!

Если вы подключите стабилитрон непосредственно через мостовой выпрямитель, то ему придется рассеять всю избыточную энергию, чтобы нагрузить динамо-машину до напряжения стабилитрона. При последовательном сопротивлении резистор будет рассеивать часть энергии. Относительно мощные резисторы дешевы, легкодоступны и надежны. Резистор также смягчает включение стабилитрона, что может иметь преимущества по ЭМС. Если после стабилитрона поставить резистор, это бесполезно.

Спасибо за ваш ответ. Думаю, мне трудно понять, почему размещение резистора после стабилитрона также не рассеивает часть избыточной энергии? Как только стабилитрон «включается», ток течет через резистор, верно?
@blackmcgraw Когда вы говорите «после», вы имеете в виду между стабилитроном и отрицательной шиной или между стабилитроном и конденсатором (и, следовательно, нагрузкой). В первом случае нагрузка увидит напряжение стабилитрона плюс напряжение на резисторе, что, вероятно, не то, что вам нужно. В последнем случае на нагрузку будет приходиться напряжение стабилитрона за вычетом падения напряжения на резисторе, которое будет зависеть от сопротивления и тока нагрузки.
Я имел в виду первый случай. Это объяснение помогло мне прояснить ситуацию. Большое спасибо!

Глядя на первую схему в связанном посте, причина в том, что резистор фактически снижает напряжение. Стабилитрон проводит ток, когда напряжение достаточно высокое, именно этот ток вызывает падение напряжения на резисторе, эффективно ограничивая напряжение, воспринимаемое нагрузкой.

Схема, которую вы сейчас включаете в свой вопрос, в основном неверна.

Спасибо за отзыв! Очень признателен

В вашей симуляции замените V2 источником переменного тока (для представления вращающегося постоянного магнита).

Уменьшите K вашего трансформатора до 0,95 или ниже, чтобы представить зазор в генераторе.

После этого ваши симуляции должны давать более реалистичные результаты.

также измерьте ток короткого замыкания вашего генератора, который должен быть довольно постоянным.

затем просто купите достаточно светодиодов (или резисторов), чтобы использовать доступный ток, и назовите это.

Для схемы стабилизатора напряжения на стабилитроне: почему нельзя разместить резистор после стабилитрона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v